一种离心空压机的制作方法

本技术涉及一种离心空压机。

背景技术：

1、氢燃料电池发动机系统中，包括电堆模块、供氢系统、空气供应系统和空压机，空压机包括压气机、电机和涡轮机，供氢系统提供的氢气和空气供应系统提供的空气(空气中的氧气)在电堆模块中进行电化学反应后产生电能。

2、燃料电池发动机系统功率增加，配置空压机的功率也随之增加，消耗的电能增加，空压机消耗功率在燃料电池系统中占的比重较大，降低空压机的功率消耗有利于提升燃料电池系统的效率。

3、空压机降低功率消耗一般通过集成涡轮机实现，涡轮机可以把带有一定的压力、温度、速度的电堆模块中电化学反应排出的尾气引入涡轮，由涡轮回收转化尾气中的部分能量并转化为驱动空压机转动的能量，达到空压机功率消耗减少的目的；但是燃料电池尾排气体是混合气，混合气中有水汽，水汽会通过涡轮机的叶轮和背板之间的间隙输送至电机转轴与电机机壳之间的间隙进入电机内部，影响空压机运行的稳定性。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种离心空压机，解决现有技术中燃料电池电堆模块电化学反应的尾排混合气体从涡轮机的蜗壳内进入空压机的电机内部，影响空压机运行稳定性的技术问题。

2、本实用新型的技术方案是这样实现的：

3、本实用新型提供了一种离心空压机，包括压气机、电机和涡轮机，压气机和涡轮机分别设置于电机的两端处，压气机包括第一蜗壳、第一叶轮和第一背板，涡轮机包括第二蜗壳、第二叶轮和第二背板，第二蜗壳包括蜗壳进气口和蜗壳出气口，所述离心空压机上设置有第一气流路径，第一气流路径包括设于压气机内的引气通道、输送通道和设于涡轮机内的排气通道，引气通道、输送通道和排气通道连通，第一气流路径将压气机内的高压气流输送至涡轮机内，以利于将涡轮机内的尾气从蜗壳出气口排出而避免泄漏进入电机内。

4、上述所述引气通道包括第一引气通道和第二引气通道，第一引气通道为第一蜗壳与第一背板轴向之间的间隙。

5、上述所述第二引气通道为第一蜗壳与第一背板径向之间的间隙。

6、上述所述第二引气通道为开设于第一蜗壳的气体通道。

7、上述所述引气通道还包括开设于第一背板上的第三引气通道，所述第三引气通道两端口分别与第一引气通道和第二引气通道连通。

8、上述所述电机包括圆筒形壳体和设置于其两端的端盖，所述输送通道为设于圆筒形壳体内部的气体通道或者外接管道。

9、上述所述排气通道包括开设于第二蜗壳上的第一排气通道和开设于第二背板上的第二排气通道，第一排气通道和第二排气通道连通。

10、上述所述第二背板上设有第一气流路径的出气口，高压气流从出气口排出。

11、上述所述第二叶轮和第二背板径向之间设有径向间隙，第二叶轮和第二背板轴向之间设有轴向间隙，所述出气口设置在径向间隙与轴向间隙交汇处。

12、上述所述第一气流路径的出气口为至少1个圆孔或1个圆环。

13、上述所述出气口均布在第二背板上，其分布圆的直径为d1，所述第二叶轮的外径为d2，径向间隙的外直径为d3，d2小于d1小于d3。

14、上述所述第一气流路径的各通道之间设有密封圈。

15、上述所述密封圈包括第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈，第一密封圈设于引气通道和输送通道之间，第二密封圈设于输送通道和排气通道之间，第三密封圈设于第一排气通道和第二排气通道之间。

16、在上述所述第二蜗壳和第二背板轴向之间设有密封环。

17、本实用新型与现有技术相比，有以下优点：

18、1、一种离心空压机，包括压气机、电机和涡轮机，压气机和涡轮机分别设置于电机的两端处，压气机包括第一蜗壳、第一叶轮和第一背板，涡轮机包括第二蜗壳、第二叶轮和第二背板，第二蜗壳包括蜗壳进气口和蜗壳出气口，所述离心空压机上设置有第一气流路径，第一气流路径包括设于压气机内的引气通道、输送通道和设于涡轮机内的排气通道，引气通道、输送通道和排气通道连通，第一气流路径将压气机内的高压气流输送至涡轮机内，以利于将涡轮机内的尾气从蜗壳出气口排出而避免泄漏进入电机内。这样的结构设置，可以有效防止涡轮机内的尾气中的水汽通过涡轮机的叶轮和背板之间的间隙输送至电机转轴与电机机壳之间的间隙进入电机内部，避免影响空压机运行的稳定性。

19、2、本实用新型的其它优点在说明书实施例部分做详细的描述。

技术特征：

1.一种离心空压机，包括压气机(1)、电机(2)和涡轮机(3)，压气机(1)和涡轮机(3)分别设置于电机(2)的两端处，压气机(1)包括第一蜗壳(11)、第一叶轮(12)和第一背板(13)，涡轮机(3)包括第二蜗壳(31)、第二叶轮(32)和第二背板(33)，第二蜗壳(31)包括蜗壳进气口(311)和蜗壳出气口(312)，其特征在于：所述离心空压机上设置有第一气流路径(4)，第一气流路径(4)包括设于压气机(1)内的引气通道(41)、输送通道(42)和设于涡轮机(3)内的排气通道(43)，引气通道(41)、输送通道(42)和排气通道(43)连通，第一气流路径(4)将压气机(1)内的高压气流输送至涡轮机(3)内，以利于将涡轮机(3)内的尾气从蜗壳出气口(312)排出而避免泄漏进入电机(2)内。

2.根据权利要求1所述的一种离心空压机，其特征在于：所述引气通道(41)包括第一引气通道(411)和第二引气通道(412)，第一引气通道(411)为第一蜗壳(11)与第一背板(13)轴向之间的间隙。

3.根据权利要求2所述的一种离心空压机，其特征在于：所述第二引气通道(412)为第一蜗壳(11)与第一背板(13)径向之间的间隙。

4.根据权利要求2所述的一种离心空压机，其特征在于：所述第二引气通道(412)为开设于第一蜗壳(11)的气体通道。

5.根据权利要求4所述的一种离心空压机，其特征在于：所述引气通道(41)还包括开设于第一背板(13)上的第三引气通道(413)，所述第三引气通道(413)两端口分别与第一引气通道(411)和第二引气通道(412)连通。

6.根据权利要求1所述的一种离心空压机，其特征在于：所述电机(2)包括圆筒形壳体(21)和设置于其两端的端盖，所述输送通道(42)为设于圆筒形壳体(21)内部的气体通道或者外接管道。

7.根据权利要求1所述的一种离心空压机，其特征在于：所述排气通道(43)包括开设于第二蜗壳(31)上的第一排气通道(431)和开设于第二背板(33)上的第二排气通道(432)，第一排气通道(431)和第二排气通道(432)连通。

8.根据权利要求7所述的一种离心空压机，其特征在于：所述第二背板(33)上设有第一气流路径(4)的出气口(44)，高压气流从出气口(44)排出。

9.根据权利要求8所述的一种离心空压机，其特征在于：所述第二叶轮(32)和第二背板(33)径向之间设有径向间隙(51)，第二叶轮(32)和第二背板(33)轴向之间设有轴向间隙(52)，所述出气口(44)设置在径向间隙(51)与轴向间隙(52)交汇处。

10.根据权利要求8或9所述的一种离心空压机，其特征在于：所述第一气流路径(4)的出气口(44)为至少1个圆孔或1个圆环。

11.根据权利要求10所述的一种离心空压机，其特征在于：所述出气口(44)均布在第二背板(33)上，其分布圆的直径为d1，所述第二叶轮(32)的外径为d2，径向间隙(51)的外直径为d3，d2小于d1小于d3。

12.根据权利要求1至9任意一项权利要求所述的一种离心空压机，其特征在于：所述第一气流路径(4)的各通道之间设有密封圈(6)。

13.根据权利要求12所述的一种离心空压机，其特征在于：所述密封圈(6)包括第一密封圈(61)、第二密封圈(62)和第三密封圈(63)，第一密封圈(61)设于引气通道(41)和输送通道(42)之间，第二密封圈(62)设于输送通道(42)和排气通道(43)之间，第三密封圈(63)设于第一排气通道(431)和第二排气通道(432)之间。

14.根据权利要求13所述的一种离心空压机，其特征在于：在所述第二蜗壳(31)和第二背板(33)轴向之间设有密封环(7)。

技术总结
本技术公开了一种离心空压机，包括压气机、电机和涡轮机，压气机和涡轮机分别设置于电机的两端处，压气机包括第一蜗壳、第一叶轮和第一背板，涡轮机包括第二蜗壳、第二叶轮和第二背板，第二蜗壳包括蜗壳进气口和蜗壳出气口，所述离心空压机上设置有第一气流路径，第一气流路径包括设于压气机内的引气通道、输送通道和设于涡轮机内的排气通道，引气通道、输送通道和排气通道连通，第一气流路径将压气机内的高压气流输送至涡轮机内，以利于将涡轮机内的尾气从蜗壳出气口排出而避免泄漏进入电机内，可以有效防止涡轮机内的尾气中的水汽通过涡轮机的叶轮和背板之间的间隙输送至电机转轴与电机机壳之间的间隙进入电机内部，避免影响空压机运行的稳定性。

技术研发人员：潘毅,邓佳,邴黎明,王云艳,陈兴元,李勇,刘小青
受保护的技术使用者：中山氢林能源科技有限公司
技术研发日：20230907
技术公布日：2024/4/29